Cellen die de weefsels vormen van vertegenwoordigers van flora en fauna hebben aanzienlijke verschillen in grootte, vorm en samenstellende elementen. Ze vertonen echter allemaal overeenkomsten in de belangrijkste kenmerken van groei, metabolisme, vitale activiteit, prikkelbaarheid, verandervermogen en ontwikkeling. Laten we vervolgens de structuur van een plantencel nader bekijken (een tabel met de belangrijkste componenten wordt aan het einde van het artikel gegeven).
Korte historische achtergrond
Met behulp van osmotische shock in 1925 verkregen Grendel en Gorter lege erytrocytenschillen, hun zogenaamde "schaduwen". Ze werden op een stapel gestapeld en bepaalden hun oppervlakte. Lipiden werden geïsoleerd met behulp van aceton. Hun aantal per oppervlakte-eenheid van erytrocyten werd ook bepaald. Ondanks de fouten in de berekeningen werd een willekeurig correct resultaat afgeleid en werd de lipidedubbellaag ontdekt.
Algemene informatie
Biologie is de studie van de ontwikkeling en groei van weefselelementen van vertegenwoordigers van flora en fauna. De structuur van een plantencel is een complexdrie onlosmakelijk met elkaar verbonden componenten:
- De kern. Het wordt van het cytoplasma gescheiden door een poreus membraan. Het bevat de nucleolus, nucleair sap en chromatine.
- Cytoplasma en een complex van gespecialiseerde structuren - organellen. De laatste omvatten in het bijzonder plastiden, mitochondria, lysosomen en het Golgi-complex, het celcentrum. Organellen zijn altijd aanwezig. Naast hen zijn er ook tijdelijke formaties die insluitsels worden genoemd.
- De structuur die het oppervlak vormt, is de schil van de plantencel.
Kenmerken van het oppervlakteapparaat
In leukocyten en eencellige organismen zorgt het celmembraan voor de penetratie van water, ionen, kleine moleculen van andere verbindingen. Het proces waarbij vaste deeltjes binnendringen, wordt fagocytose genoemd. Als druppels vloeibare verbindingen vallen, spreken ze van pinocytose.
Organoïden
Ze zijn aanwezig in eukaryote cellen. Biologische transformaties die in de cel plaatsvinden, zijn geassocieerd met organellen. Ze zijn bedekt met een dubbel membraan - plastiden en mitochondriën. Ze bevatten hun eigen DNA, evenals een apparaat voor het synthetiseren van eiwitten. Voortplanting is door deling. In mitochondriën wordt, naast ATP, eiwit in een kleine hoeveelheid gesynthetiseerd. Plastiden zijn aanwezig in plantencellen. Hun reproductie wordt uitgevoerd door divisie.
Membraan
Het is een vergissing om aan te nemen dat de buitenste laag van de cel het cytoplasma is. Het membraan is een moleculair elastische structuur. De buitenste laag van de cel heetoppervlakteapparaat, waardoor de scheiding van de inhoud van de externe omgeving wordt uitgevoerd. Er zijn verschillende functies van het celmembraan. Een van de belangrijkste taken is het waarborgen van de integriteit van het gehele element. Binnenin zijn er ook structuren die de cel in zogenaamde compartimenten verdelen. Deze gesloten zones worden organellen of compartimenten genoemd. Binnen hen worden bepaalde voorwaarden gehandhaafd. De functie van het celmembraan is het reguleren van de uitwisseling tussen de omgeving en de cel.
Membraan
Wat is de structuur van het celmembraan? Het celmembraan is een dubbellaag (dubbel) van moleculen van de lipideklasse. De meeste van hen zijn lipiden van een complex type - fosfolipiden. Moleculen bevatten hydrofobe (staart) en hydrofiele (kop) delen. Wanneer de celwand is gevormd, draaien de staarten naar binnen en draaien de koppen in de tegenovergestelde richting. Membranen zijn onveranderlijke structuren. De schaal van een dierlijke cel heeft veel overeenkomsten met een element van een vertegenwoordiger van de flora. De membraandikte is ongeveer 7-8 nm. De biologische buitenste laag van de cel omvat verschillende eiwitverbindingen: semi-integraal (aan één uiteinde ondergedompeld in de buitenste of binnenste lipidelaag), integraal (doordringend), oppervlakte (grenzend aan de binnenzijden of gelegen aan de buitenzijde). Een aantal eiwitten zijn de verbindingspunten van het membraan en het cytoskelet in de cel en de buitenwand (indien aanwezig). Sommige integrale verbindingen werken als ionenkanalen, verschillende receptoren en transporters.
Verdedigingstaak
De structuur van het celmembraan bepa alt grotendeels de activiteit ervan. In het bijzonder heeft het membraan selectieve permeabiliteit. Dit betekent dat de mate van permeabiliteit van moleculen door het membraan afhangt van hun grootte, chemische eigenschappen en elektrische lading. De belangrijkste functie die de buitenste laag van de cel vervult, wordt de barrière genoemd. Hierdoor wordt een selectieve, gereguleerde, actieve en passieve uitwisseling van verbindingen met de omgeving gegarandeerd. Het membraan van peroxisomen beschermt bijvoorbeeld het cytoplasma tegen gevaarlijke peroxiden.
Vervoer
Door de buitenste laag van de cel is er een overgang van stoffen. Door transport zijn de levering van voedingscomponenten, de eliminatie van de eindproducten van het stofwisselingsproces, de afscheiding van verschillende stoffen en de vorming van ionische ingrediënten verzekerd. Bovendien worden de optimale pH en de concentratie van ionen die nodig zijn voor het functioneren van enzymen in de cel gehandhaafd. Als om de een of andere reden de noodzakelijke deeltjes niet door de fosfolipide dubbellaag kunnen gaan, bijvoorbeeld vanwege hydrofiele eigenschappen, omdat het membraan van binnen hydrofoob is, of vanwege hun grote omvang, kunnen ze het membraan passeren via speciale transporters (dragereiwitten), door endocytose of via eiwitkanalen. In het proces van passief transport passeren verbindingen de buitenste laag van de cel zonder energiekosten door diffusie langs de concentratiegradiënt. Lichtgewicht implementatie wordt beschouwd als een van de opties voor dit proces. In dit geval helpt een specifiek molecuul de stof om de buitenste laag van de cel te passeren. Ze kaner is een kanaal dat alleen stoffen van type 1 kan passeren. Actief transport kost energie. Dit komt doordat de beweging in dit geval omgekeerd aan de concentratiegradiënt plaatsvindt. In dit geval bevat het membraan speciale pompeiwitten, waaronder ATPase, dat vrij actief kaliumionen de cel in pompt en natriumionen eruit pompt.
Overige taken
De buitenste laag van de cel vervult een matrixfunctie. Dit zorgt voor een zekere onderlinge rangschikking en oriëntatie van membraaneiwitverbindingen, evenals voor hun optimale interactie. Door de mechanische functie is de autonomie van de cel en interne structuren, evenals de verbinding met andere cellen, verzekerd. In dit geval zijn de wanden van structuren van groot belang in vertegenwoordigers van de flora. Bij dieren hangt het leveren van mechanische functies af van de intercellulaire substantie. Membranen voeren ook energietaken uit. Tijdens het proces van fotosynthese in chloroplasten en cellulaire ademhaling in mitochondriën, worden energieoverdrachtssystemen in hun wanden geactiveerd. Daarin nemen, net als in veel andere gevallen, eiwitten deel. Een van de belangrijkste is de receptorfunctie. Sommige eiwitten die in het membraan worden gevonden, zijn receptoren. Dankzij deze moleculen kan de cel bepaalde signalen waarnemen. Steroïden die in de bloedbaan circuleren, beïnvloeden bijvoorbeeld alleen die doelcellen die receptoren hebben die overeenkomen met bepaalde hormonen. Er zijn ook neurotransmitters. deze chemischeverbindingen zorgen voor impulsoverdracht. Ze hebben ook een associatie met specifieke doeleiwitten. Membraancomponenten zijn vaak enzymen. Vandaar de enzymatische functie van het celmembraan. Spijsverteringsverbindingen zijn aanwezig in de plasmamembranen van de darmepitheelelementen. Biopotentialen worden gegenereerd en geleid in de buitenste laag van de cel.
Ionenconcentratie
Met behulp van het membraan wordt het interne geh alte van het K+-ion op een hoger niveau gehouden dan daarbuiten. Tegelijkertijd is de Na+-concentratie beduidend lager dan aan de buitenkant. Dit is van bijzonder belang omdat het zorgt voor een potentiaalverschil over de wand en het genereren van een zenuwimpuls.
Markering
Er zijn antigenen op het membraan die fungeren als een soort "labels". Door de markering kan de cel worden geïdentificeerd. Glycoproteïnen - eiwitten waaraan oligosacharide vertakte zijketens zijn bevestigd - spelen de rol van "antennes". Omdat er talloze configuraties van zijketens zijn, is het mogelijk om voor elke groep cellen een marker te maken. Met behulp van hen worden sommige elementen door andere herkend, wat hen op hun beurt in staat stelt om samen te werken. Dit gebeurt bijvoorbeeld tijdens de vorming van weefsels en organen. Volgens hetzelfde mechanisme werkt het immuunsysteem om vreemde antigenen te herkennen.
Samenstelling en structuur
Zoals hierboven vermeld, zijn celmembranen samengesteld uit fosfolipiden. Naast deze bevat de structuur echter:cholesterol en glycolipiden. De laatste zijn lipiden met daaraan gekoppelde koolhydraten. Glyco- en fosfolipiden, die voornamelijk celmembranen vormen, bestaan uit 2 lange hydrofobe koolhydraat "staarten". Ze worden geassocieerd met een hydrofiel, geladen "hoofd". Door de aanwezigheid van cholesterol heeft het membraan de nodige stijfheid. De verbinding neemt de vrije ruimte tussen de lipide hydrofobe staarten in beslag en voorkomt zo dat ze buigen. In dit opzicht zijn die membranen met minder cholesterol flexibeler en zachter, en waar er meer van is, is er juist meer stijfheid en kwetsbaarheid in de wanden. Bovendien werkt de verbinding als een stop die de beweging van polaire moleculen van cel naar cel voorkomt. Van bijzonder belang zijn eiwitten die het membraan binnendringen en verantwoordelijk zijn voor de verschillende eigenschappen ervan. Een of andere schil van een plantencel heeft eiwitten die zijn gedefinieerd in samenstelling en oriëntatie.
Ringvormige lipiden
Deze verbindingen worden gevonden naast eiwitten. Ringvormige lipiden zijn echter meer geordend en minder mobiel. Ze bevatten vetzuren met een hogere verzadiging. Lipiden verlaten samen met de eiwitverbinding de membranen. Zonder ringvormige elementen werken membraaneiwitten niet. Vaak zijn de schelpen asymmetrisch. Met andere woorden, dit betekent dat de lagen verschillende lipidensamenstellingen hebben. De externe bevat voornamelijk glycolipiden, sfingomyelines, fosfatidylcholine, fosfatidyl nositol. De binnenste laag bevat fosfatidyl nositol,fosfatidylethanolamine en fosfatidylserine. De overgang van het ene niveau naar een ander specifiek molecuul is enigszins moeilijk. Het kan echter heel goed spontaan gebeuren. Dit gebeurt ongeveer eens in de zes maanden. De overgang kan ook worden uitgevoerd met behulp van flippase- en scramblase-eiwitten. Wanneer fosfatidylseryl in de buitenste laag verschijnt, nemen macrofagen een defensieve positie in en sturen hun activiteit om de cel te vernietigen.
Organellen
Deze gebieden kunnen enkelvoudig en gesloten zijn of met elkaar verbonden zijn, gescheiden door membranen van het hyaloplasma. Perixisomen, vacuolen, lysosomen, het Golgi-apparaat en het endoplasmatisch reticulum worden beschouwd als organellen met één membraan. De dubbele membranen omvatten plastiden, mitochondriën en de kern. Wat de structuur van membranen betreft, verschillen de wanden van verschillende organellen in de samenstelling van eiwitten en lipiden.
Selectieve permeabiliteit
Door celmembranen diffunderen langzaam vetzuren en aminozuren, ionen en glycerol, glucose. Tegelijkertijd reguleren de muren zelf dit proces actief, waarbij ze sommige passeren en andere stoffen vasthouden. Er zijn vier hoofdmechanismen voor het binnendringen van een verbinding in een cel. Deze omvatten endo- of exocytose, actief transport, osmose en diffusie. De laatste twee zijn passief van aard en vereisen geen energiekosten. Maar de eerste twee zijn actief. Ze hebben energie nodig. Bij passief transport wordt selectieve permeabiliteit bepaald door integrale eiwitten - speciale kanalen. Het membraan is erdoorheen gedrongen. Deze kanalen vormen een soort doorgang. Er zijn eigen eiwitten voor de elementenCl, Na, K. Wat betreft de concentratiegradiënt, de moleculen van de elementen komen daaruit de cel binnen. Tegen de achtergrond van irritatie gaan natriumionkanalen open. Ze beginnen op hun beurt abrupt de cel binnen te gaan. Dit gaat gepaard met een onbalans in de membraanpotentiaal. Daarna herstelt hij echter. Kaliumkanalen blijven altijd open. Ionen komen er langzaam doorheen de cel binnen.
Tot slot
De taken en structuur van een plantencel worden hieronder kort weergegeven. De tabel bevat ook informatie over de samenstelling van het biologische element.
| Soorten elementen | Samenstelling en functies |
| Plantencellen | Gemaakt van vezels. Biedt steigers en bescherming. |
| Bio-elementen | Zeer dunne en elastische laag - glycocalyx bevat eiwitten en polysachariden. Biedt bescherming. |
